研究發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)型SEI可提高鋰金屬電池能量安全性
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-13 11:27
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蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)（Penn State）研究人員表示，利用一種新研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)界面膜（SEI），可充電鋰金屬電池可實(shí)現(xiàn)更高的能量密度，更佳性能以及更好的安全性。
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隨著電動(dòng)汽車、智能手機(jī)和無(wú)人機(jī)等對(duì)更高能量密度的鋰金屬電池的需求增加，SEI的不穩(wěn)定性成為阻礙鋰金屬電池發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，因?yàn)樵撾姵氐匿囯姌O表面的一層鹽層會(huì)將SEI隔離，并且傳導(dǎo)鋰離子。
作為鋰金屬電池內(nèi)最不為人所知的部分，SEI的降解促進(jìn)了樹(shù)突的形成。樹(shù)突是一種針狀結(jié)構(gòu)，從電池的鋰電極中生長(zhǎng)出來(lái)，會(huì)對(duì)電池的性能和安全性產(chǎn)生負(fù)面影響。
機(jī)械與化學(xué)工程教授Wang表示：“這就是為什么鋰金屬電池壽命不長(zhǎng)的原因，界面膜一生長(zhǎng)，電池就會(huì)不穩(wěn)定。在該項(xiàng)目中，我們使用了聚合物復(fù)合材料來(lái)打造更好的SEI。”該項(xiàng)目由化學(xué)博士生Yue Gao領(lǐng)導(dǎo)，研發(fā)的增強(qiáng)型SEI是一個(gè)反應(yīng)性聚合物復(fù)合材料，由聚合物鋰鹽、氟化鋰納米顆粒以及氧化石墨烯片組成，新型電池組件的結(jié)構(gòu)就包含一層薄薄的此類材料。
研究人員研發(fā)的聚合物能夠與鋰金屬表明形成爪狀鍵合，以無(wú)源方式為鋰表面提供所需能量，使其不會(huì)與電解質(zhì)中的分子發(fā)生反應(yīng)，而納米片在復(fù)合材料中起到機(jī)械屏障的作用，防止鋰金屬中形成樹(shù)突。
通過(guò)化學(xué)和工程設(shè)計(jì)以及合作，該技術(shù)能夠在原子水平上控制鋰表面。此外，該反應(yīng)性聚合物還減輕了電池重量、降低了制造成本，進(jìn)一步促進(jìn)鋰金屬電池未來(lái)發(fā)展。
在公司陽(yáng)極備料車間，工人正站在膜切機(jī)旁，操作機(jī)器橫切陽(yáng)極膜，切好的陽(yáng)極膜又被機(jī)械手?jǐn)[放整齊。車間負(fù)責(zé)人介紹：“目前生產(chǎn)任務(wù)緊，公司在正月初六就復(fù)工了?，F(xiàn)在我們不缺訂單，缺生產(chǎn)能力。”
神州巨電公司是一家固態(tài)聚合物鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)，主要產(chǎn)品為固態(tài)大容量鋰電池。去年，神州巨電公司與福建招標(biāo)采購(gòu)集團(tuán)有限公司合作，投資建設(shè)了年產(chǎn)12億AH固態(tài)聚合物鋰離子電池項(xiàng)目，總投資30億元，能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)內(nèi)單體最大容量固態(tài)聚合物鋰電池的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)生產(chǎn)三元、鈷酸鋰等多種材料電池，產(chǎn)品主要應(yīng)用于新能源汽車和基站儲(chǔ)能。
陳寶華說(shuō)，項(xiàng)目自啟動(dòng)以來(lái)進(jìn)展順利，目前已經(jīng)完成投資5億元，建成了陽(yáng)極備料車間、陰極備料車間、隔膜處理車間、萃取車間等十多個(gè)車間，購(gòu)置生產(chǎn)設(shè)備216臺(tái)，建成了一條生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了部分投產(chǎn)。
為應(yīng)對(duì)訂單需求，公司計(jì)劃加快項(xiàng)目建設(shè)。今年要完成投資15億元，新建3條年產(chǎn)2億AH固態(tài)聚合物鋰離子電池生產(chǎn)線，全線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。建成后，將年產(chǎn)鋰電池6億AH，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值60億元。
在南昌電子信息創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園一期二組團(tuán)內(nèi)，園區(qū)正在做最后的道路綠化收尾工作，可是有企業(yè)已經(jīng)迫不及待的入駐，江西省安業(yè)新能源有限公司就是在抓緊時(shí)間同步進(jìn)行室內(nèi)裝修，公司主要業(yè)務(wù)就是聚合物鋰電池的研發(fā)和生產(chǎn)。
江西省安業(yè)新能源有限公司項(xiàng)目經(jīng)理諶名昭：首先這個(gè)地方環(huán)境很好，配套比較齊全，再加上交通優(yōu)勢(shì)和人才優(yōu)勢(shì)，包括未來(lái)南昌市手機(jī)產(chǎn)業(yè)園的蓬勃發(fā)展，VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要我們電池的強(qiáng)力支持，我們也是看好這邊非常好的經(jīng)營(yíng)環(huán)境，所以選擇入駐南昌。
江西省安業(yè)新能源有限公司預(yù)計(jì)在南昌總投資3億元，計(jì)劃新建6條聚合物鋰離子電池生產(chǎn)線，分三期建設(shè)，每期投資1億元，建設(shè)2條生產(chǎn)線。截至目前，一期生產(chǎn)線設(shè)備的選型定位已經(jīng)全部完成，工人們正在緊張的作業(yè)。
江西省安業(yè)新能源有限公司項(xiàng)目經(jīng)理諶名昭：這個(gè)項(xiàng)目是分兩期，一期是采用模塊化的自動(dòng)化生產(chǎn)線，這個(gè)生產(chǎn)線會(huì)兼容手機(jī)電池跟電動(dòng)車電池，12月份的話預(yù)計(jì)可以完成裝修，設(shè)備會(huì)進(jìn)場(chǎng)完成定位調(diào)試安裝，春節(jié)期間會(huì)出第一批產(chǎn)品。
據(jù)了解，聚合物鋰電池可運(yùn)用在如智能手機(jī)、新能源電動(dòng)車、電子設(shè)備等多種產(chǎn)品上，具有廣泛運(yùn)用領(lǐng)域和良好的發(fā)展前景。
首次引進(jìn)聚合鋰電池企業(yè)也進(jìn)一步豐富了青山湖高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)布局。
昌東工業(yè)區(qū)經(jīng)貿(mào)發(fā)展有限公司總工程師符金龍：
現(xiàn)在我們已建成的廠房，都已經(jīng)有企業(yè)準(zhǔn)備入駐或者是正在簽訂相關(guān)協(xié)議?？梢园盐覀僉ED產(chǎn)業(yè)園產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步完善，完善產(chǎn)業(yè)鏈可以把整個(gè)這一企業(yè)做得更大更強(qiáng)。
